KR100515290B1 - 운전자의일시적시야가림을방지하는장치 - Google Patents

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KR100515290B1 KR10-1998-0707016A KR19980707016A KR100515290B1 KR 100515290 B1 KR100515290 B1 KR 100515290B1 KR 19980707016 A KR19980707016 A KR 19980707016A KR 100515290 B1 KR100515290 B1 KR 100515290B1
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Abstract

본 발명에 따른 장치는 제 1 차량의 운전자에게 상기 제 1 차량의 헤드라이트가 다른 차량의 운전자의 시야를 가린다는 것을 알려주기 위한 장치에 관한 것으로서, 상기 장치는 동적 반사기(dynamic retroreflector)를 포함하는 데, 상기 동적 반사기는 다른 차량 상에 장착되어지고 제 1 차량의 헤드라이트로부터의 빛이 제 1 차량의 운전자의 눈(eye)을 향하여 동적 반사기에 의해서 반사되어지도록 배열되어진다.

Description

운전자의 일시적 시야 가림을 방지하는 장치{APPARATUS TO HELP PREVENT TEMPORARY BLINDING OF DRIVERS}
본 발명은 자동차의 안전장치(safety device)에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 인접한 차량의 헤드라이트(headlight)에 의해서 운전자의 시야 가림을 방지하는데 도움이 되는 장치에 관한 것이다.
인접한 차량의 헤드라이트에 의해서 운전자가 잘 볼 수 없는 것을 방지하기 위한 다양한 장치들은 특허문헌들에 공지되어져 있다. 다음의 미국특허들, 즉 제 3,000,262호, 제3,152,216호, 제3,517,384호, 제3,680,951호, 제4,078,859호, 제4,734,697호, 제4,838,650호, 제5,064,274호, 제5,119,067호, 제5,212,468호, 제5,237,306호 제5,347,261호는 당해기술을 나타내는 것으로 이해되어진다.
도 1은 차량이 서로 마주보면 주행하는 상황일 때, 본 발명의 선호적인 실시예에 따른 작동을 간략하게 도시한 모습
도 2는 하나의 차량이 다른 차량을 뒤따르는 상황일 때, 본 발명의 선호적인 실시예의 작동을 간략하게 도시한 모습
도 3은 하나의 차량은 주행중이며 다른 차량은 주차중인 상황일 때, 본 발명의 선호적인 실시예의 작동을 간략하게 도시한 모습
도 4는 본 발명에서 이용되는 동적 근사-역반사기(dynamic near-retroreflector)의 작동을 간략하게 도시한 광도(ray tracing)
도 5A, 5B, 5C는 각각 본 발명의 선호적인 실시예에 따른 스캐닝되는 근사-역반사기(scanning near-retroreflector)를 도시하는 사시도, 측면도 및 평면도
도 6A 및 도 6B는 도 5A, 5B 및 5C의 장치의 스캐닝 작동시 두개의 한계작동을 도시하는 모습
도 7은 본 발명의 다른 선호적인 실시예에 따른 스캐닝되는 근사-역반사기(scanning near-retroreflector)를 도시한 사시도
도 8은 본 발명의 또 다른 선호적인 실시예에 따른 스캐닝되는 근사-역반사기(scanning near-retroreflector)를 도시한 사시도
도 9와 도 10은 각각은 밀폐된 공간 내에 배치된 도 5A와 도 7의 동적 근사-역반사기를 도시하는 모습
도 11은 본 발명의 선호적인 실시예에 따라서 구성되고 작동하는 근사-역반사기의 스캐닝 배열(scanning array)을 도시하는 사시도
도 12는 본 발명의 선호적인 실시예에 따라서 구성되고 작동하는 근사-역반사기의 스캐닝 배열(scanning array)을 도시하는 사시도
도 13은 본 발명의 또 다른 선호적인 실시예에 따라서 구성되고 작동하는 근사-역반사기의 스캐닝 배열(scanning array)을 도시하는 사시도
도 14는 도 13에서 도시된 유형의 근사-역반사기의 스캐닝 배열에 의해서 자기 차량의 헤드라이트가 반사되어질 때 경시적으로 운전자가 보게되는 일련의 이미지(image)를 간단하게 도시한 모습
도 15는 도 12에서 도시된 유형의 근사-역반사기의 스캐닝 배열에 이해서 자기 차량의 헤드라이트가 반사되어질 때 경시적으로 운전자가 보게되는 일련의 이미지(image)를 간단하게 도시한 모습
도 16A, 16B, 16C 그리고 16D는 본 발명의 선호적인 실시예에 따라서 채택되어질 수 있는 동적 근사-역반사기의 전형적인 4가지 배치유형을 도시하는 모습
도 17은 두 가지 작동배열로 사용되어지는 본 발명의 선호적인 실시예에 따다 선택적으로 장착될 수 있는 동적 근사-역반사기를 간략하게 도시한 모습
도 18은 본 발명의 선호적인 실시예에 따라서 구성되고 작동하는 자동 감광식 차량 헤드라이트(automatically dimming vehicle headlight)를 간략하게 도시한 모습
도 19는 본 발명의 선호적인 실시예에 따라서 구성되고 작동하는 도 18의 자동 감광식 차량 헤드라이트(automatically dimming vehicle headlight)의 일부를 간략하게 도시한 모습
도 20은 본 발명의 선호적인 실시예에 따라서 구성되고 작동하는 도 18의 자동 감광식 차량 헤드라이트(automatically dimming vehicle headlight)의 다른 실시예의 일부를 간략하게 도시한 모습
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
30 : 동적 근사-역반사기 34 : 헤드라이트
40 : 센서 42 : 회로
본 발명은 인접한 차량의 헤드라이트(headlight)에 의해서 자동차 운전자의 일시적 시야가림을 방지하는데 도움이 되는 개선된 장치를 제공하고자 하는 것이다.
따라서 본 발명의 선호적인 실시예에 따르면, 제 1 차량의 운전자에게 상기 제 1 차량의 헤드라이트가 다른 차량의 운전자의 시야를 가릴 것이라는 것을 알려주기 위한 장치를 제공하는데, 상기 장치는, 다른 차량 상에 장착되어지며 제 1 차량의 헤드라이트로부터의 빛이 동적 역반사기(dynamic retroreflector)에 의해서 제 1 차량 운전자의 눈으로 반사되어지도록 배치되어진, 동적 역반사기(dynamic retroreflector)를 포함한다.
또한 본 발명의 선호적인 실시예에 따르면, 다른 차량의 운전자에게 그의 헤드라이트가 도로차량(road vehicle)의 운전자의 시야를 가릴 것이라는 것을 알려주기 위한 장치를 포함하는 도로차량 조립체(road vehicle assembly)를 제공하는데, 상기 도로차량 조립체는 섀시(chassis), 구동 트레인(drive train) 그리고 상기 섀시 상에 장착되어지고 다른 차량의 헤드라이트로부터의 빛이 동적 역반사기(dynamic retroreflector)에 의해서 다른 차량의 운전자의 눈으로 반사되어지도록 배치되어진 동적 역반사기를 포함한다.
선호적으로는, 상기 동적 역반사기(dynamic retrorelfector)는 헤드라이트로 부터 수신된 빛을 헤드라이트의 측면 및 수직으로 된 위치로 반사하도록 배치되어진 하나이상의 반사표면(reflecting surface)을 포함한다.
선호적으로는, 상기 동적 역반사기(dynamic retrorelfector)는 서로에 대해서 비-고정적으로 장착되어진 다수의 반사표면(reflecting surface)을 포함한다.
본 발명의 선호적인 실시예에 따르면, 본 장치는 운전자에게 시간에 따라 조절된 광 반사(time-modulated light reflection)를 제공하도록 작동한다.
나아가 본 발명의 선호적인 실시예에 따르면, 동적 역반사기(dynamic retroreflector)는 왼쪽핸들식 차량으로 빛을 반사하기 위한 제 1 배향으로 정렬되어진다.
대안적으로는, 동적 역반사기는 오른쪽 핸들식 차량으로 빛을 반사하기 위한 제 2 배향으로 정렬되어진다.
나아가 본 발명의 선호적인 실시예에 따르면, 동적 역반사기(dynamic retrorelfector)는 헤드라이트로부터 수용된 빛을 헤드라이트에 대한 방향으로 된 위치로 반사하도록 배치되어진 하나이상의 반사표면(reflecting surface)을 포함한다.
나아가 본 발명의 선호적인 실시예에 따르면, 동적 역반사기는 동적 근사-역반사기(dynamic near-retroreflector)를 포함한다.
또한 본 발명의 선호적인 실시예에 따르면, 제 1 차량의 운전자에게 제 1 차량의 헤드라이트가 다른 차량의 운전자의 시야를 가릴 것이라는 것을 알려주기 위한 장치를 제공하는데, 상기 장치는 다른 차량 상에 장착되어지며, 제 1 차량의 헤드라이트로부터의 빛을 변조된 형태로(modulated form) 제 1 차량을 향하여 뒤로 반사하도록 배치되어진 변조-반사기(modulator-reflector)를 포함한다.
선호적으로, 변조광 센서(modulated light sensor)는 제 1 차량 상에 장착되어지고, 변조형태(modulated form)에 따라서 제 1 차량이 헤드라이트로부터 반사된 빛을 식별하도록 작동되어지며, 제 1 차량의 헤드라이트로부터 반사된 빛을 수신하였음을 출력표시(output indication)를 제공하도록 작동되어지며, 제 1 차량의 헤드라이트의 광도(brightness)를 낮추기 위하여 출력표시에 반응하는 자동 헤드라이트 광도제어기(automatic headlight brightness controller)가 제공되어진다.
본 발명의 선호적인 실시예에 따르면, 변조광 센서(modulated light sensor) 및 광도 제어기(brightness controller) 중 적어도 하나 또는 선호적으로는 양자 모두가 차량의 헤드라이트 내에 일체화되어진다.
본 발명의 변조-반사기(modulator-reflector)는 동적 근사-역반사기(dynamic near-retroflector)를 포함하며, 상기 역반사기는 능동형 또는 수동형이 될 수 있으며 진동장치(vibrating device)를 포함할 수 있다.
본 발명의 선호적인 실시예에 따르면, 상기 변조-반사기(modulator-reflector)는 색상조절장치(color modulation) 및 진폭조절장치(amplitude modulation) 중 적어도 하나 또는 선호적으로는 양자 모두를 구비한다.
또한 본 발명의 선호적인 실시예에 따르면, 헤드라이트 하우징(headlight housing)과, 상기 하우징 내에 배치된 적어도 하나이상의 헤드라이트 광원(light source)과, 입사광(incoming light)을 감지하고 이에 감응하여 출력표시(output indication)를 제공하도록 하우징 내에 배치된 광센서(light sensor), 그리고 미리 설정된 조건하에서 하나이상의 헤드라이트 광원의 광도(brightness)를 자동적으로 낮추기 위하여 출력표시에 감응하는 자동 헤드라이트 광도 제어기(automatic headlight brightness controller)를 포함하며, 자동적으로 조절된 광도(brightness)를 제공하는 헤드라이트 조립체(headlight assembly)가 제공되어진다.
선호적으로는, 광센서(light sensor)는 적어도 하나이상의 헤드라이트 광원으로부터 반사된 빛을 다른 입사광(incoming light)과 구분되도록 작동되며, 적어도 하나이상의 헤드라이트 광원으로부터 반사된 설정된 진폭(amplitude)을 가지는 빛의 수신에 대해서만 반응하여 출력표시(output indication)를 제공하도록 작동한다.
또한 본 발명의 선호적인 실시예에 따르면, 광원은 미리 설정된 변조(predetermined modulation)를 가지지 않는 빛을 미리 설정된 변조를 가지는 빛과 식별하도록 작동한다.
본 발명은 다음의 첨부도면을 참고로 하여, 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명확하게 이해되어진다.
도 1 내지 도 3과 관련하여, 세 가지 다른 작동 상황에서 본 발명의 선호적인 실시예의 작동을 도시하고 있다. 상기 세 가지 모든 경우에 있어서, 본 발명은 다른 차량의 헤드라이트로부터의 빛을 다른 차량의 운전자의 눈으로 반사하는 동적 근사-역반사기(dynamic near-retroreflector)가 장착된 차량으로 구성된다. 본 발명의 대안적인 실시예에 있어서, 도 1 내지 도 3에서 각각 도시된 바와 같이, 동적 근사-역반사기가 장착된 차량에 의해 제공되는 반사(reflection)는 다른 차량의 운전자의 눈(eye)으로 향할 필요는 없으나, 대체적으로 또는 부가적으로 다른 차량의 헤드라이트의 광도를 자동적으로 저하시키는 센서(sensor)로 향할 수는 있다.
본 명세서 및 청구항 전반에서 사용되어지는 용어 "동적 근사-역반사기(dynamic near-retroreflector)" 는, 주어진 광원(source)으로부터 상기 광원에 인접하지만 이격된 위치로 빛을 시간에 따라 가변적인 반사를 일으키는 반사장치(reflecting device)를 말한다. 만일 상기 반사장치가 정적 역반사기(static retroreflector)라면, 차량의 헤드라이트로부터의 빛을 차량의 운전자의 눈(eye)보다는 차량의 헤드라이트로 역반사되어진다. 만일 상기 반사장치가 정적 근사-역반사기(static near-retroreflector)라면, 차량의 헤드라이트로부터의 빛을 차량의 운전자에게 연속적으로 반사시키게 되며, 이는 운전자의 시야를 막을 수 있고 위험하게 될 수도 있다. 그러나, 본 발명에서 사용되어지는 바와 같은 동적 근사-역반사기(dynamic near-retroreflector)는 차량의 헤드라이트로부터의 빛을 운전자의 눈으로 불연속적으로 또는 간헐적(intermittently) 반사하도록 작동한다. 동적 역반사기(dynamic retroreflector)는 차량의 헤드라이트로부터의 빛을 상기 차량의 헤드라이트의 인접한 영역의 위치로 불연속적으로 반사하도록 작동하며, 상기 영역은 운전자의 눈의 위치를 포함할 수도 있다. 여기서 사용된 바와 같이, 용어 "동적 역반사기(dynamic retroreflector)"는 동적 근사-역반사기(dynamic near-retroreflector)를 포함하는 것으로 간주된다.
도 1에서, 본 발명은 자동차(32)의 섀시(chassis) 상에 장착된, 일반적으로 전방을 향한 동적 근사-역반사기(dynamic near-retroreflector, 30)를 포함하는 것으로 도시되어진다. 상기 동적 근사-역반사기(30)는 마주오는 차량(36)의 헤드라이트(34)로부터의 빛을 상기 차량(36)의 운전자(38)의 눈(eye) 또는/및 회로(circuit, 42)에 결합된 센서(sensor, 40)로 반사하도록 작동한다. 상기 회로(42)는 센서(40)에 의해서 미리 설정된 감지레벨에 반응하여 상기 차량(36)의 헤드라이트(34)를 자동적으로 저하시키도록 작동한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 상기 회로(42)는 점멸광 표시기(flashing light indicator) 또는 가청음향(audible sound)과 같은 인디케이터(indicator)가 구비될 수도 있다. 대안적으로는, 센서(40)와 회로(42)는 제거되어질 수도 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 운전자 조작회로(43)가, 운전자(38)가 회로(42)의 작용 또는 헤드라이트 자동 감광작용을 제어할 수 있도록 제공되어질 수도 있다. 운전자 제어설비는 다음에서 기술될 모든 실시예에 포함되어질 수 있다.
도 2에서, 본 발명은 자동차(52)의 섀시(chassis) 상에 장착된, 일반적으로 후방을 향한 하나 또는 그 이상의 동적 근사-역반사기(dynamic near-retroreflector, 50)를 포함하는 것으로 도시되어진다. 상기 동적 근사-역반사기(50)는 뒤따라오는 차량(56)의 헤드라이트(54)로부터의 빛을 상기 차량(56)의 운전자(58)의 눈(eye) 또는/및 회로(circuit, 62)에 결합된 센서(sensor, 60)로 반사하도록 작동한다. 상기 회로(62)는 센서(60)에 의해서 미리 설정된 감지레벨에 반응하여 상기 차량(56)의 헤드라이트(54)를 자동적으로 저하시키도록 작동한다.
도 3에서, 차량에 장착된 동적 근사-역반사기(dynamic near-retroreflector, 70)는 차량이 주차되어있을 때 비작동 상태(inoperative state)를 가지며, 인접한 차량의 헤드라이트로부터의 빛은 인접한 차량의 운전자 또는 센서(60)로 역반사되지 않는 것으로 도시되어진다. 이러한 기능을 가지는 적절한 동적 근사-역반사기는 도 5A 내지 도 5C와 도 6A와 도 6B와 관련하여 다음에서 기술되어진다.
도 3과 관련하여 상기에서 기술되어진 기능(functionality)은 도 1에서 도시된 바와 같은 전방을 향한 동적 근사-역반사기로도 작동하는 것으로 이해되어진다. 또한, 차량은 전방을 향한 동적 근사-역반사기(30) 및 후방을 향한 동적 근사-역반사기(50) 모두가 구비되어지는 것이 선호되는 것으로 이해되어진다.
도 4는 본 발명에서 사용되는 동적 근사-역반사기(dynamic near-retroreflector)의 작용을 도시하는 간략화된 광선도(ray tracing)이다. 광선(ray, 101)으로 일반적으로 표시된 바와 같이, 차량의 헤드라이트와 같은 광원(light source, 100)으로부터 빛은 동적 근사-역반사기(104)의 한쪽 내부 반사표면(102)에 닿는 것을 알 수 있다. 상기 빛은 이로부터 동적 근사-역반사기(104)의 다른 내부 표면(106)으로 반사되어진다. 상기 표면(106)은 다른 표면(102)에 대해서 정확하게는 아니지만 거의 90도에 가깝게 배향되어진다. 상기 빛은 표면(106)으로부터 동적 근사-역반사기(104)의 제 3 의 내부표면(108)으로 반사되어진다. 상기 표면(108)은 다른 표면(102, 106)들에 대해서 정확하게는 아니지만 거의 90도에 가깝게 배향되어진다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 표면 (102)와 (106), 표면 (102)와 (108) 또는 표면 (106)과 (108)은 서로에 대해 정확하게 90도로 배향되어질 수 있고, 나머지 표면은 두개의 평면에 대해서 비스듬하게 배치되어질 수 있어서, 두 방향으로 근사-역반사기의 요구되는 성질을 제공할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 도 4에서 도시된 실시예에 대해서, 나머지 표면은 한 평면에 대해서 비스듬하게 배치되어질 수 있으며, 따라서 한 방향으로 근사-역반사기의 요구되는 성질을 제공할 수 있다. 예를 들어, 나머지 표면은 나머지 표면은 각도 V로 광선(ray, 112)을 회전하는 것이 선호될 수 있으며, 또는 대안적으로 각도 H로 나머지 표면을 회전하는 것이 선호될 수 있다. 방위각(azimuth angle)이라는 용어는 양의 값(positive value)과 음의 값(negative value)을 포함하는 것으로 이해되어진다. 또한, 고도각(elevation angle)이라는 용어는 양의 각(positive angle)과 음의 각(negative angle)을 포함하는 것으로 이해되어진다.
빛(light)은 표면(108)로부터 위치(110)으로 반사되어지는데, 상기 위치는 일반적으로 차량 운전자의 눈(eye)의 위치이고 광원(light source, 100)의 위쪽 및 측면에 있지만, 전형적으로는 광원(100)으로부터 역반사기(retroreflector, 104)로 연장되는 광선(light ray, 101)에 대해서 광원(100)과 동일한 평면에 있다. 여기서 단일 광선(112)으로 표시된 바와 같이, 동적 근사-역반사기(104)로부터 반사된 빛은 광선(101)과 평행을 이루는 이론적으로 역반사된 광선(114)으로부터, V로 표시된 고도각과 H로 표시된 방위각을 이루며 편향되어지는 것을 볼 수 있다.
본 발명의 선호적인 실시예에 따르면, 위치(110)은 그 헤드라이트가 광원(100)으로 표시된 차량 운전자의 눈(eye)의 위치가 될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 상기 위치(110)는 차량의 헤드라이트를 자동적으로 저하시키도록 작동하는 (도시되지 않은) 광센서(light sensor)의 위치가 될 수도 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 동적 근사-역반사기(dynamic near-retroreflector, 104)는 역반사기(retroreflector)에 의해 대체되어질 수 있으며, 반사광 센서(reflected light sensor)는 차량의 헤드라이트에 또는 헤드라이트에 아주 인접하여 위치되어질 수 있으며 반사광이 감지되어질 때 차량 헤드라이트를 자동적으로 저하시키도록 작동할 수도 있다.
도 5A, 도 5B 및 도 5C는 본 발명의 선호적인 실시예에 따른 스캐닝되는 근사-역반사기(scanning near-retroreflector)를 도시하는 각각 사시도, 측면도 그리고 평면도이다. 도 5A, 5B 5C에 도시된 장치는, 근사-역반사기로부터 반사된 빔(reflected beam)을 위로 스캐닝하도록 설계되어진다. 이러한 것은 차량 헤드라이트 위치에 대하여 광센서(light sensor) 또는 운전자 눈(eye)의 높이를 조절할 수 있도록 하고, 또한 반사광에 의해서 운전자의 시야가 우발적으로 가려지는 것을 방지하기 위하여 바람직한데, 스캐닝된 광빔(light beam)은 간헐적으로 또는 순간적으로 주어진 고도에서 존재하기 때문이다.
도 5A 내지 도 5C의 스캐닝되는 근사-역반사기(scanning near-retroreflector)는, 서로에 대해 고정되게 배향되어지며 90도 또는 거의 90도에 있는 반사표면(reflecting surface, 150,152)을 한정하는 두개의 평면요소를 포함한다. 제 3 반사표면(154)은 한쌍의 힌지(156)에 의해서 상기 표면(150,152) 상에 힌지적으로 장착되어지며, 일반적으로 약 1Hz의 주파수(frequency)에서 스캐닝(scanning)을 제공하기 위하여 주기적으로 변위되어진다.
도 5A 내지 도 5C에서 도시된 실시예는, 표면 (150)과 (152)가 서로 직각을 이루며 표면 (154)은 고도각 및 방위각 모두의 방향에 있어서 상기 표면들에 대해서 비스듬하게 되어지는 상황을 도시하고 있다.
본 발명의 선호적인 실시예에 따르면, 능동형 동적 역반사기(active dynamic retroreflector)가 제공되어진다. 여기서 주기적인 변위(periodic displacement)는 스캐닝 기어모터(scanning gear motor, 158)에 의해서 이루어지는데, 상기 기어모터는 표면 (150)과 (152)를 한정하는 평면요소들 중 하나에 고정적으로 장착되어지는 것이 선호되며, 로드(rod, 160)와 같은 것에 의해서 표면(154)에 결합되어지는 편심 출력 구동기(eccentric output drive)가 구비되어진다.
도 6A 및 도 6B는, 도 5A, 5B 그리고 5C의 장치의 스캐닝 작동에 있어서 두개의 한계작동 배열을 도시하고 있다. 한계작동 배열 중 하나는 도 3과 관련하여 상기에서 기술된 기능(functionality)을 제공하도록 채택되어지는데, 여기서는 차량이 주차되어 있을 때, 인접한 차량의 헤드라이트로부터의 도달한 빛은 인접한 차량의 운전자 또는 상기 차량의 광센서로 역반사되지 않는다. 도 5A, 5B 그리고 5C의 장치를 한계위치(extreme position)에 위치시키는 것은, (도시되지 않은) 적절한 회전 위치 인코더(rotary position encoder) 또는 마이크로스위치(microswitch)의 사용을 통해서 얻어질 수 있다.
도 7은, 본 발명의 다른 선호적인 실시예에 따른 스캐닝되는 근사-역반사기(scanning near-retroreflector)의 사시도를 도시하고 있다. 상기 스캐닝되는 근사-역반사기의 구조는 도 5A 내지 도 6B의 구조와 유사한데, 여기서 반사표면(reflective surface, 170, 172)은 서로에 대해, 선호적으로는 직각으로 고정되어지며, 다른 반사표면(174)은 스캐닝되어진다.
그러나, 여기서 반사표면(174)은 표면 (170)과 (172)를 한정하는 평면요소(planar element)에 부착된 마운팅 브래킷(mounting bracket, 178) 상으로 액슬(axle, 176)에 의해서 회전할 수 있게(pivotably) 장착되어지고, 도 5A 내지 도 6B의 실시예의 기어모터(gear motor, 158)는 수동 스프링 구동부(passive spring drive, 180)에 의해서 대체되어지는데, 상기 스프링 구동부는 상기 액슬(176) 둘레에 배치된 코일 스프링(coil spring, 182)을 포함하며 상기 액슬(176)에 고정된 한쪽 단부와 브래킷(178)에 고정된 다른쪽 단부를 가진다. 다수의 탄성 범퍼(resilient bumper, 181)는 스캐닝하는 동안 충격(impact shock)을 흡수하기 위하여 표면(174)의 모서리에 이웃하여 배치되어진다.
액슬(176)에 고정된 편심적으로 장착된 추(weight, 183)와, 그리고 표면(174)을 한정하는 표면요소 상의 액슬의 위치에 고정된 추(184)는, 상기 액슬(176)에 수직한 평면에서 추(183)과 추(184)에 제공되는 가속도(acceleration)에 반응하여, 표면(170)과 표면(172)에 대해 표면(174)의 회전진동(rotational vibration)을 발생시킨다. 도 7의 동적 근사-역반사기가 차량에 장착되어질 때, 상기 가속도는 차량의 운동방향과 중력가속도 평면 내의 가속도에 일반적으로 대응된다.
도 8은 본 발명의 또 다른 선호적인 실시예에 따른 스캐닝되는 근사-역반사기(scanning near-retroreflector)의 사시도이다. 상기 스캐닝되는 근사-역반사기의 구조는 도 7의 구조와 유사한데, 여기서 반사표면(190,192)은 선호적으로는 서로 수직한 방향으로 서로에 대해서 고정되어지며, 반사표면(194)은 스캐닝되어진다.
그러나, 여기서 반사표면(194)은 유연성이 있는 탄성 힌지요소(hinge element, 196)에 의해서 회전할 수 있게(pivotably) 장착되어지며, 상기 힌지요소는 단일 축(single axis) 둘레에서 회전하도록 표면 (190)과 (192)에 대한 표면(194)의 운동을 제한하지 않는다. 힌지요소(196)는 일반적으로 고무 또는 탄성플라스틱으로 형성되어진다. 도 7의 수동 스프링 구동부(180)는 액시얼 코일 스프링(axial coil spring, 198) 및 힌지요소(196)의 탄성체에 의해서 대체되어진다.
도 7의 실시예에 따른 추(weight, 183,184)는, 액시얼 코일 스프링(198)으로부터 매달려 있는 추(200)와 그리고 표면(194)을 한정하는 평면요소 상에 편심적이지만 고정되게 장착된 추(202)에 의해서 대체되어진다. 상기 추들은 표면(194)에 일반적으로 수직한 평면 및 다른 평면에 있어서, 추(200)과 다른 추(202)에 제공되는 가속도(acceleration)에 반응하여, 표면 (190)과 (192)에 대해서 표면(194)의 회전진동(rotational vibration)을 발생시킨다. 도 8의 동적 근사-역반사기가 차량에 장착되어질 때, 상기 가속도는 차량의 운동방향과 중력가속도 평면 내의 가속도에 일반적으로 대응된다.
도 7과 도 8의 실시예에 다른 수동 구조물은 약 1 Hz에서 진동을 일으키도록 설계되어지는 것이 선호적인 것으로 이해되어진다.
도 9와 도 10은, 각각 밀폐된 영역(sealed enclosure, 210,212) 내에 있는 도 5A 및 도 7의 동적 근사-역반사기(dynamic near-retroreflector)를 도시하고 있다. 각각의 밀폐된 영역의 정면이 각각 도면부호 (214) 및 (216)으로 표시된 칼라 필터(color filter)를 선호적으로 포함하는 것은 본 발명의 특징이다. 칼라 필터의 제공은 운전자가 다른 광원으로부터 발생한 빛이 아니라 그 자신의 헤드라이트의 반사를 보고 있음을 운전자에게 명확하게 보여준다. 또한 칼라 필터의 제공은, 다음에서 기술되어지는 도 19의 실시예에서와 같이 색상으로 식별하는 광센서가 채택되어질 때 매우 유용하게 될 수 있다.
도 11은 본 발명의 선호적인 실시예에 따라서 구성되고 작동하는 동적 근사-역반사기의 배열을 도시하는 사시도이다. 상기 역반사기의 배열은 도 1 내지 도 10과 관련하여 상기에서 기술되어진 모든 실시예에서 단일의 동적 근사-역반사기를 대신하여 채택되어질 수 있으며, 그리고 일반적으로 동일한 반사의 시각적으로 구분되는 배열을 제공하는 장점을 가진다. 만일 각각의 역반사기 배열이 서로 다른 칼라필터와 결합되어진다면, 쉽게 판별할 수 있는 다색 반사광 패턴이 운전자에게 제공되어진다. 도 11의 실시예에 있어서, 일반적으로 동일한 근사-역반사기의 배열은 공통의 스캐닝 표면(220)이 제공되어질 수 있다.
도 12는 본 발명의 선호적인 실시예에 따라서 구성되고 작동하는 근사-역반사기(near-retroreflector)의 스캐닝 배열을 도시하는 사시도이다. 상기 실시예는, 비록 공통의 상부 반사표면(230)이 제공되어지더라도 상기 배열에서 각각의 동적 근사-역반사기와 결합된 반사 표면부분(232,234,236)은 서로 다르게 배향되어진다는 점에서, 도 11의 실시예와 다르다. 이것은 동시에 동일한 부분에 부딪치지 않는 모든 개별적인 근사-역반사기의 스캐닝된 반사를 발생한다. 도시된 실시예에서, 반사 표면부분(232,236)은 서로 평행하나, 다른 반사 표면부분(234)는 상부 반사표면(230)의 회전축 둘레에서 기울어져 있다.
도 13은 본 발명의 다른 선호적인 실시예에 따라서 구성되고 작동하는 동적 근사-역반사기(dynamic near-retroreflector)의 배열을 도시하는 사시도이다. 여기서는 도 11과 도 12의 실시예와는 달리, 균일하게 배향되어지며 공통의 스캐닝 표면(scanning surface, 240)이 제공되어지나, 동적 근사-역반사기의 나머지 쌍들의 반사표면의 각각의 배열은 선행하는 쌍의 반사표면에 대해서 아랫방향으로 점증적으로 편향되어진다.
도 14는 운전자의 헤드라이트가 도 13에서 도시된 유형의 근사-역반사기(near-retroreflector)의 스캐닝 배열에 의해서 반사되어지고, 근사-역반사기가 X축을 따라서 전형적으로 위치되어질 때, 시간 t의 경과에 따라서 운전자가 볼 수 있는 일련의 상(image)을 간략하게 도시한 모습이다. 각각의 쌍들이 선행하는 쌍에 대해서 아랫방향으로 점증적으로 편향되어지며, 근사-역반사기의 나머지 쌍들의 반사표면의 배열과 협동하는, 균일하게 배향되어지며 공통의 스캐닝 표면(240)의 배열은 세 개의 근사-역반사기로부터 순차적인 일련의 반사를 일으키는 것을 알 수 있다.
도 15는 운전자의 헤드라이트가 도 12에서 도시된 유형의 근사-역반사기(near-retroreflector)의 스캐닝 배열에 의해서 반사되어지고, 근사-역반사기가 X축을 따라서 전형적으로 위치되어질 때, 시간 t의 경과에 따라서 운전자가 볼 수 있는 일련의 상(image)을 간략하게 도시한 모습이다. 여기서는, 두개의 측면 근사-역반사기(near-retroreflector)로부터의 반사는 동시에 볼 수 있으나, 중앙 역반사기로부터의 반사는 따로 볼 수 있다는 것이 이해되어진다.
도 16A, 16B, 16C 그리고 16D는 본 발명의 선호적인 실시예에 따라서 채택되어질 수 있는 동적 근사-역반사기(dynamic near-retroreflector)의 네 개의 전형적인 배열을 도시하고 있다. 다른 적절한 개수의 근사-역반사기의 임의의 적절한 배열이 적용되어질 수 있는 것으로 이해되어진다.
도 17은 두 작동상태에서 본 발명의 선호적인 실시예에 따라 사용되는 선택적으로 장착가능한 동적 근사-역반사기(dynamic near-retroreflector)를 간단하게 도시한 도면이다. 제 1 배향으로 배치되어질 때 동적 근사-역반사기는 동일한 도면 부호에 의해서 표시되는 도 4의 실시예에서와 같은 동일한 광학작용(optical operation)을 가지는 것을 알 수 있다. 제 1 배향은 왼쪽핸들식 차량에 사용되기에 적합하다.
동적 근사-역반사기(near-retroreflector, 304)가 정점(vertex, 299)을 통하여 지나가고 동적 근사-역반사기(304)의 정점(299)을 향한 평면(plane)을 통하여 뻗어있는 축(axis, 298) 둘레에서 180도 회전되어질 때, 동적 근사-역반사기의 광학작용은 우측핸들식 차량에 적합하다. 이러한 배향에 있어서, 단일광선(301)로 표시된, 차량 헤드라이트와 같은 광원(300)으로부터의 빛은, 동적 근사-역반사기(301)의 한쪽 내부 반사표면(reflective surface, 302) 상에 부딪친다. 상기 빛은 여기로부터 동적 근사-역반사기(304)의 다른 내부 표면(306)으로 반사되어진다. 상기 표면(306)은 표면(302)에 대해서 정확하게는 아니지만 약 90도의 각도로 일반적으로 배향되어진다. 상기 빛은 표면(306)으로부터 동적 근사-역반사기(304)의 제 3 내부표면(308)로 반사되어진다. 상기 표면(308)은 표면(302,306)에 대해서 정확하게는 아니지만 약 90도의 각도로 일반적으로 배향되어진다.
상기 빛(light)은 표면(308)로부터 위치(310)으로 반사되어지는데, 상기 위치는 일반적으로 차량 운전자의 눈(eye)의 위치이고 광원(light source, 300)의 위쪽 및 측면에 있지만, 전형적으로는 광원(300)으로부터 역반사기(retroreflector, 304)로 연장되는 광선(light ray, 301)에 대해서 광원(300)과 동일한 평면에 있다. 여기서 단일 광선(312)으로 표시된 바와 같이, 동적 근사-역반사기(304)로부터 반사된 빛은 광선(301)과 평행을 이루는 이론적으로 역반사된 광선(314)으로부터, V로 표시된 고도각과 H로 표시된 방위각을 이루며 편향되어지는 것을 볼 수 있다.
동적 근사-역반사기(dynamic near-retroreflector)는 다수의 거울(mirror) 뿐만 아니라 텍사스 인스트루먼트 사에서 시판하고 있는 마이크로 기계가공된 거울의 배열(array of micromachined mirror) 또는 야간 반사경 렌즈(cat eye lens)와 같은 렌즈를 사용하여 실현되어질 수 있는 것으로 이해되어진다. 또한 역반사기(retroreflector)와 근사-역반사기(near-retroreflector)의 결합체가 단일의 기판 상에서 용이하게 실현되어질 수도 있다.
도 18은 본 발명의 선호적인 실시예에 따라서 구성되고 작동하는 차량 헤드라이트 조립체(vehicle headlight assembly)를 간단하게 도시하는 사시도이다. 도18의 헤드라이트 조립체(headlight assembly)는 포물면 하우징(parabolic housing, 350)을 포함하는데, 그 내부표면은 반사기(reflector)를 선호적으로 형성하며 그 오프닝(opening)은 렌즈(352)에 의해서 밀폐되어진다.
상기 하우징(350)의 내부에는 단일 또는 복합레벨의 광원(354)이 배치되어지는데, 상기 광원은 전적으로 통상적인 구조를 가지며, 릴레이 스위치(relay switch, 356)를 통하여 전기동력원, 일반적으로는 차량 배터리에 결합되어진다. 상기 릴레이 스위치(356)는 센서 조립체(sensor assembly, 360)로부터 입력(input)을 받아들이는 논리회로(logic circuit, 358)에 의해서 작동되어지며, 이는 도 19에서 더욱 상세하게 도시되어진다. 센서 조립체(360)는, 접근하는 차량의 헤드라이트로부터 나오거나 또는 광원(354)으로부터 반사(reflection)를 일으킬 수 있는 입사광(incoming light)을 감지하도록 작동한다. 논리회로(358)는 센서 조립체(360)의 출력(output)에 대해 임의의 적절한 임계치(threshold)를 적용하도록, 그리고 릴레이 스위치에 헤드라이트 감광지시(headlight-dimming instruction)를 제공하도록 작동한다.
본 발명의 선호적인 실시예에 따르면, 센서 조립체(sensor assembly, 360)는 인접한 차량으로부터 반사된 광원(354)으로부터 발생하는 변조된 반사광(modulated reflected light)을 특히 감지하도록 작동한다. 이러한 경우에 있어서, 논리회로(358)는 본 발명의 선호적인 실시예에 따라서 릴레이 스위치(356)가 광원(354)의 광도(light level)를 일시적으로 저하시키도록 상기 감지된 변조된 반사광에 감응한다.
반사광(reflected light)은 하나 또는 그 이상의 방법으로 변조되어질 수도 있다. 예를 들어, 이는 동적 역반사기(dynamic retroreflector)에 의해서 시간에 따라서 변조되어질 수 있는데, 이러한 동적 역반사기는 상기에서 기술된 동적 근사-역반사기(dynamic near-retroreflector)와 동일하게 될 수 있고 단지 근사-역반사기만을 제공하도록 설계되어지거나 또는 설계되어지지 않을 수 있다. 동적 역반사기와 동적 근사-역반사기의 유일한 차이점은 스캐닝 반사의 진동의 중심의 위치에 있는 것으로 이해되어진다. 따라서 동적 역반사기와 동적 근사-역반사기의 스캐닝된 반사(scanned reflection)는 중첩될 수 있지만 동시간적(coextensive)이지는 않다.
반사광(reflected light)은, 상기에서 기술된 바와 같이, 역반사기(retroreflector)와 칼라 필터(color filter)와의 결합과 같은 것에 의해서, 주파수변조 또는 색상변조되어질 수도 있다.
도 19는 광필터(light filter)를 채택하는 본 발명의 선호적인 실시예를 도시하고 있다. 센서 조립체(sensor assembly, 360)는, 오프닝(opening)을 통하여 광 입사를 허용하는 혼(horn) 모양의 밀폐공간(enclosure, 370)을 포함한다. 이색성 반사 빔 분할기(dichroic reflective beam splitter, 372)는 상기 밀폐공간(370) 내에 배치되어지며, 설정된 색의 빛을 제 1 광센서(374)로 비추며 다른 모든 빛은 제 2 광센서(376)로 비추도록 작동한다.
상기 광센서(374,376)의 출력(output)은 논리회로(logic circuit, 358)로 공급되어지는데, 상기 논리회로는 두 센서의 출력을 감산(subtract)하고 다른 설정된 변조(modulation) 및 임계기준(threshold criteria)을 충족하지 않는 출력신호를 제거(filter out)하여서, 허용될만한 정도의 정확성으로 광원(354)으로부터 수신된 반사를 나타내는 논리회로 출력신호를 제공하도록 된다. 상기 논리회로 출력신호는 릴레이 스위치(relay switch, 356)에 의해서 제어신호로서 적용되어진다.
논리회로(logic circuit, 358)는 광원(354)으로부터 감지된 반사 뿐만 아니라 접근하는 차량으로부터 충분히 큰 강도의 감지된 광 입력(input)에 감응할 수도 있는 것으로 이해되어진다.
도 20은 센서 조립체(360)와 논리회로(358)가 각각 센서 조립체(460)와 논리회로(458)에 의해서 대체되어지는 도 18의 실시예를 도시하고 있다. 센서 조립체(460)는 광 센서(474)와 일반적으로 혼(horn) 모양의 밀폐공간(enclosure, 470)을 포함한다.
광 센서(474)의 출력(output)은 논리회로(logic circuit, 478)로 공급되어지는데, 상기 논리회로는 다른 설정된 변조(modulation) 및 임계기준(threshold criteria)을 충족하지 않는 출력신호를 제거(filter out)하여서, 허용될만한 정도의 정확성으로 광원(354)으로부터 수신된 반사를 나타내는 논리회로 출력신호를 제공하도록 된다. 상기 논리회로 출력신호는 릴레이 스위치(relay switch, 356)에 의해서 제어신호로서 적용되어진다.
논리회로(logic circuit, 458)는 광원(354)으로부터 감지된 반사 뿐만 아니라 접근하는 차량으로부터 충분히 큰 강도의 감지된 광 입력(input)에 감응할 수도 있는 것으로 이해되어진다.
본 발명의 선호적인 실시예에 다르면, 상기에서 기술된 자동 감광 헤드라이트 배열(automatically dimming headlight arrangement)은 각각의 헤드라이트와 독립적으로 작동할 수 있으며 종래의 헤드라이트와 양립가능하게 플러그될 수도 있어서, 운전자 제어설비 이외에 다른 설비를 필요로 하지 않게 된다. 대안적으로, 하나의 헤드라이트 내의 광센서와 논리회로는 다른 종래기술에 따른 헤드라이트의 광도(brightness)를 제어하도록 연결되어질 수도 있다. 또 다른 대안으로서, 광센서 또는/및 논리회로는 헤드라이트의 외부에 있을 수도 있다.
광센서(light sensor)가 차량의 헤드라이트에서 또는 헤드라이트에 인접하여 배치되어지고, 자동차 운전자에게 헤드라이트의 반사(reflection)을 제공할 필요가 없을 때, 근사-역반사기(near-retroreflector)에 대조적인 역반사기가 시스템 내에 사용되어질 수도 있는 것으로 이해되어진다.
본 발명은 상기에서 도시되어지고 기술되어진 바에 국한되지 않는다는 것은 당업자들에게 자명한 것이다. 본 발명의 범위는 다음의 청구항에 의해서 정의되어 진다.

Claims (8)

  1. 제 1 차량(36,56)의 운전자에게 상기 제 1 차량의 헤드라이트(34,54)가 다른 차량(32,63)의 운전자의 시야를 가린다는 것을 알려주기 위한 장치에 있어서,
    상기 장치는 반사기(reflector, 30,50,70,104,304)를 포함하는데, 상기 반사기는 다른 차량 상에 장착되어지며 제 1 차량의 헤드라이트로부터의 빛이 제 1 차량을 향하여 반사기(reflector)에 의해서 반사되어지도록 배열되어지며, 상기 반사기는 제 1 차량의 헤드라이트로부터의 빛을 상기 제 1 차량이 운전자의 눈(eye)으로 간헐적으로 반사하도록 작동되어지는 동적 근사-역반사기(dynamic near-retroreflector)인 것을 특징으로 하는 장치
  2. 제 1 항에 있어서, 동적 역반사기(dynamic retrorreflector)는 헤드라이트로부터 수신된 빛을 헤드라이트의 측면 및 수직으로 된 위치로 반사하도록 배치되어지는 하나이상의 반사표면(reflecting surface)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 동적 역반사기(dynamic retroreflector)는 왼쪽 핸들식 차량으로 빛을 반사하기 위하여 제 1 방향으로 배향되어지는 것을 특징으로 하는 장치
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 동적 역반사기(dynamic retroreflector)는 오른쪽 핸들식 차량으로 빛을 반사하기 위하여 제 2 방향으로 배향되어지는 것을 특징으로 하는 장치
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 장치는 시간에 따라 조절된(time-modulated) 광반사를 상기 운전자에게 제공하도록 작동되는 것을 특징으로 하는 장치
  6. 제 1 항에 있어서, 동적 역반사기(dynamic retroreflector)는 서로에 대해서 비-고정식으로 장착되어진 다수의 반사표면(reflecting surface)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 동적 근사-역반사기(dynamic near-retroreflector)는 주어진 광원(source)으로부터 상기 광원에 인접하지만 이격된 위치로 빛이 시간에 따라 가변적인 반사를 일으키는 반사장치(reflecting device)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치
  8. 도로 자동차 조립체(road vehicle assembly)에 있어서, 상기 자동차 조립체는
    섀시(chassis)와;
    구동트레인(drive train)과; 그리고
    상기항 중 어느 하나의 항에 따르는 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 자동차 조립체(road vehicle assembly)
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